TS算法在配电网络重构中的应用
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电气工程及其自动化专业毕业设计参考题目1.集成电路型方向阻抗继电器设计锅炉过热汽温模糊控制系统的设计2.基于小波分析和神经网络理论的电力系统短路故障研究3.谐振接地电网调谐方式的性能分析与实验测试4.电力系统继电保护故障信息采集及处理系统For personal use only in study and research; not for commercial use5.消弧线圈接地补偿系统优化研究6.面向对象的10kV配电网拓扑算法研究7.蚁群算法在配电网故障定位中的应用For personal use only in study and research; not for commercial use8.中性点接地系统三相负载综合补偿9.电力有源滤波器控制设计10.110kV电力线路故障测距11.防窃电装置的分析与设计12.基于单片机的数字电能表设计13.跨导运算放大器在继电保护中的应用14.基于微机的三段式距离保护实验系统开发15.小干扰电压稳定性实用分析方法研究16.基于灰色系统理论的电力系统短期负荷预测17.冲击负载引起电压波动与闪变分析18.基于等波纹切比雪夫逼近准则最优化方法设计FIR滤波19.电力系统智能稳定器PSS的设计20.基于模糊集理论的电力系统短期负荷预测21.基于labview虚拟仪器的电力系统测量技术研究22.基于重复控制的冷轧机轧辊偏心补偿系统23.基于模糊聚类的变压器励磁涌流与短路电流的识别24.基于蚁群算法的配电网报装路径优化25.基于虚拟仪器的变压器保护系统设计26.配网无功功率优化27.复合控制型电力系统稳定器研究28.电力系统鲁棒励磁控制器设计29.基于标准系统方块图的OTA-C滤波器的实现30.6-10KV电网线损理论计算潮流算法研究31.基于DSP的逆变电源并联系统的功率检测技术研究32.滤除衰减非周期分量的微机保护算法研究33.分布式电力系统发电机动态模型仿真研究34.基于MSP430单片机的温度测控装置的设计35.电力系统谐波分量计算-最小二乘法36.用户供电事故自动回馈系统37.电力系统谐波抑制的仿真研究38.电能质量的模糊定量评价方法39.燕山大学西校区110KV供电方案设计40.数据采集系统USB接口的实现41.具有比率制动和二次谐波制动特性的差动继电器软件设计42.水轮发电机模糊调速系统研究43.电流传输器在继电保护中的应用44.双回电力线路故障测距45.电力负荷管理系统主站控制系统的研究和设计46.燕山大学供电电网改造的初步设计47.基于PLC的机械手控制系统设计48.500KV变电站设计49.基于MATLAB的数字滤波器设计与仿真50.电力系统继电保护原理课件设计51.塑料注射成型机PLC控制系统设计52.铁磁谐振消谐器软件设计53.电力系统稳定器设计54.基于模糊理论的变电站电压无功综合控制研究55.基于小波理论的电力故障行波分析56.基于DSP的逆变电源并联系统锁相环设计57.220kV变电站设计58.医疗设备检测数量的计算机联网监控系统59.汽轮发电机故障诊断技术研究60.电压无功控制系统模糊控制器的设计61.电力系统电压-无功在线控制数据源仿真系统62.电力系统故障录波数据分析与研究63.火电厂除灰阀门PLC控制系统设计64.电压无功控制系统智能控制器的设计65.简单电力网络潮流计算系统的设计及开发66.混沌电路及其在保密通信中的应用67.电力系统通信协议转换的单片机实现68.混沌遗传算法在电力系统无功优化中的应用69.直流分布式发电系统控制70.逆变电源并联均流技术研究71.基于信息融合技术的变压器故障检测72.距离保护在高过渡电阻条件下的动作研究73.微机继电保护中滤除衰减直流分量的算法研究74.火电厂锅炉水位模糊控制系统的研究75.基于人工神经网络的电力变压器故障诊断76.蚁群算法在配电网重构中的应用77.基于遗传算法的电力市场竞价策略研究78.电梯PLC控制系统设计79.自动重合闸装置设计80.变电站仿真培训系统设计81.基于MSP430单片机的距离保护系统设计82.变压器保护整定计算系统的设计83.电网售电量预测软件研究84.基于可控硅控制的制动器设计研究85.电铁用电特性分析及补偿方法研究86.伴随运算放大器在继电保护中的应用87.电力系统振荡的数字仿真研究88.基于智能理论的高压输电线路故障分析89.电网规划中网架规划的方法研究90.智能交通信号灯系统设计91.基于随机粒子群算法的无功优化92.少油断路器参数测量仪的研制93.应用电磁暂态程序分析电力系统铁磁谐振94.基于VB的液压AGC监控系统设计95.短路电流计算算法研究与编程实现96.应用虚拟仪器测量电网的不平衡度97.电力市场需求侧管理项目投资预测方法研究98.分布式发电微型涡轮发电机控制仿真99.锅炉燃烧系统模糊控制器的设计100.模糊图像分割技术研究101.电力系统谐波分量计算-傅立叶算法102.脉冲式电表的数据采集器设计103.信号流图在电网络分析与设计的应用104.短路计算及继电保护整定系统的设计105.自适应低通滤波器的设计106.中性点不接地系统电容电流检测方法及系统设计107.基于正反馈的单相分布式发电孤岛检测108.混合式光纤电流互感器的设计109.电网无功优化分区的研究110.PLC在机械手控制中的应用111.万能过载保护与自动调整112.零序电流方向保护系统设计113.分布式发电系统可靠性分析114.塑壳断路器的智能控制器初步设计115.基于PLC的高空作业车电控系统研制116.分布式发电燃料电池控制系统仿真117.变压器油荧光谱EEM数据处理与分析118.伴随运算放大器在电流模电路中的应用119.电力系统电压稳定的研究120.利用两侧电量进行电力线路故障测距121.铁磁谐振消谐器硬件系统的设计122.电力系统谐波分量计算-傅立叶与最小二乘法比较123.燕山大学西校区10KV配网综合自动化124.OTA-C电路在继电保护中的应用125.运算放大器在继电保护中的应用126.超高压输电线路的线损研究127.配电变压器不经济状态下的损耗分析与计算128.单相接地故障定位指示器的设计129.电力负荷管理系统无线通信网络的研究和设计130.基于零序电流比幅比相法配电网故障检测的研究131.粒子群算法在无功电压控制中的应用132.PLC在电镀生产线上的应用133.电力系统通信协议转换的单片机实现(硬件部分)134.电力系统潮流和网损计算软件研究135.燕大西校区10KV配网消弧与补偿136.同步发电机短路故障电流仿真分析137.配电网故障恢复研究138.基于PLC的模糊-PI空调室温控制研究139.数学形态学在电力系统暂态信号分析中的应用140.谐振软开关变流器控制研究141.BOOST单级功率因数校正电路研究142.BUCK单级功率因数校正电路研究143.430单片机控制H桥逆变电源研究144.多级电容升压电路研究145.430单片机控制双正激变换器研究146.Boost-Buck级联电路控制研究147.并联谐振DC-DC变换电路研究148.基于430单片机电动车控制研究149.变流器重复控制研究150.单开关逆变电路控制研究151.基于DS证据理论逆变器故障诊断研究152.交流变频电机在自动门控制系统中的应用153.移相控制ZVZCS 变换器154.家用变频空调器中无刷直流电机的控制算法155.电力系统通信协议转换的单片机实现156.一种单片机控制的异步电动机节能装置157.有源电力滤波器(APF)的单周期控制158.TOPSWITCH在单端反激式稳压电源中的应用159.TOPSWITCH在单端正激式稳压电源中的应用160.带传感器的无刷直流电机调速系统161.UC3854在功率因数校正中的应用162.FX2N型PLC在电梯控制中的应用163.Boost电路的软开关PFC技术研究164.Buck电路的电荷控制技术研究165.基于单周期控制的全桥逆变器研究166.榨油厂PLC控制组态界面设计167.三电平直流变换器研究168.单级功率因数校正电路研究169.Buck电路电流控制策略研究170.有源箝位正激变换器研究171.正反激变换器特性研究172.UC3855在Boost PFC变换器中的应用173.单片机控制异步电动机节能器的设计174.“H”型直流脉宽调速系统设计175.热连轧机电气控制系统设计176.穿孔机电气系统设计177.软开关单相Boost PFC电路研究178.锂离子电池充电控制器179.无位置传感器的三相无刷直流电机控制研究180.自驱动同步整流有源嵌位正激DC-DC变换器181.铅酸蓄电池充电控制器182.CRM Boost PFC变换器183.智能生态网络供热系统184.智能大厦的多功能会议系统的设计185.智能建筑的安全防范系统设计186.采用单片机控制的交流电焊机的设计187.SPWM异步电动机变频调速仿真研究188.基于控制专用单片机的无刷电机控制系统189.DC-DC软开关电源及其并联均流研究190.具有PFC功能的AC-DC开关电源设计191.单级逆变器及其单周控制研究192.电动汽车双向直流传动系统研究193.单片机闭环控制BOOST变换器研究194.单片机控制感应电机双馈调速系统研究195.全桥逆变器的单周期控制研究196.BUCK TL 变换器研究197.ZVZCS移相全桥变换器设计198.基于TDA5142T的无刷直流电动机驱动控制系统199.基于MSP430控制移相全桥逆变器的研究200.DSP控制的无差拍控制逆变电源201.电流控制两态调制逆变器的研究202.电网故障限流、保护器203.直流开关电源并联控制及系统设计204.单周期控制和PI控制技术的对比研究205.隔离变换器漏感影响的研究206.隔离式变换器变换效率提高的技术途径探究207.太阳光伏电池系统控制问题的研究208.DC/DC变换器的滑模变结构控制209.单相并联型APF特性的仿真分析210.超导储能磁体参数优化设计211.储能磁体励磁电源及其控制技术212.高频谐振式储能电容充电控制系统213.电力负荷管理系统终端装置的研究与设计214.低压大电流同步整流DC-DC变换器设计215.低电压大电流电压半桥变换电路设计216.ZVT PFC BOOST 变换器设计217.ZVT PWM DC-DC变换电路设计218.自驱动ZVS同步整流DC-DC变换器研究219.新型超声波测距系统的设计220.智能化车窗升降控制器的设计221.电动助力转向系统的研究222.智能温度控制系统的研究223.高频开关电源的设计224.反激变换器控制方式的研究225.DSP控制单相全桥逆变器的研究226.ZVZCS移相全桥变换器的研究227.单周控制不连续导电ZVS谐振PFC电路228.ZVZCS移相全桥DC/DC变换器229.电力电子电路缓冲器研究与仿真230.基于Boost的零电压转换PWM变换器研究231.电力负荷管理系统接口系统的研究和设计232.高功率因数电子镇流器研究233.带有功率因数校正的单级隔离式DC/DC变换器234.车载高频正弦波逆变电源235.带辅助变压器ZVZC移相全桥DC/DC变换器设计236.基于单周期控制的单相功率因数校正研究237.基于单周期控制的三相电力有源滤波器研究238.自激式隔离多路输出开关电源239.双耦合绕组反激式单级PFC变换器研究240.单相逆变器并网控制技术仿真研究241.基于MSP430的温度检测仪设计242.基于MSP430直流电机调速系统设计243.逆变器并联运行环流分析及其控制技术研究244.基于定频积分控制的有源滤波器设计245.新型移相控制ZVZCS DC/DC变换器246.带脉动补偿单相升压PFC电路研究247.单周期控制功率因数校正器248.采用“H”桥的软开关功率因数校正器249.单相逆变器SPWM策略比较研究250.臭氧发生器电源容性PWM控制研究251.Buck变换器的交错并联技术研究252.级联型变流器阶梯波脉宽调制研究253.谐波注入式SPWM技术研究254.ZVS移相全桥变换器的设计255.65W通用型多路隔离输出电源的设计256.基于单周期控制的单相电力有源滤波器的设计257.有源箝位ZVZCS移相全桥PWM变换器的研究258.单相逆变器的模糊控制技术仿真研究259.三电平Buck变换器的设计260.基于定频积分控制的单相PFC技术研究261.基于单周期控制的单相逆变器设计262.异步电动机SPWM变频调速仿真研究263.带位置传感器的无刷直流电机开环调速系统264.单周期控制的有源滤波器的研究265.临界工作模式单级功率因数校正电路研究266.多级电感升压电路研究267.变频电流源电路研究268.“T”型直流脉宽调速系统269.矿井提升机电控系统设计270.自驱动同步整流全桥变换器271.钢筋调直定尺剪切机数字控制研究272.热力企业生产监控系统的研究273.低电压大电流电压半桥变换器设计274.基于三次谐波检测无刷电机控制的研究275.三相UPS逆变器及其并联运行研究276.单片机控制半导体照明及其适配电源系统研究277.单周期控制功率因数校正技术研究278.发光二极管最佳驱动方式的对比研究279.DC/DC变换器并联输出控制技术280.DC/DC升压隔离变换及控制技术281.零电压转换 PWM DC-DC变换电路设计282.基于神经网络控制的三相可逆变流器的研究283.基于Boost的零电流转换PWM变换器研究284.基于单片机的蓄电池容量测试系统285.单相单级高频链正弦波逆变器研究286.Boost PFC交错并联AC/DC变换器研究287.液晶电视电源系统设计288.移相控制全桥变换器设计289.直流开关电源的设计290.基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流实时检测291.交错并联式双管正激变换器的设计292.基于HPWM调制方式的逆变电源研究293.新型Boost ZCT-PWM变换器294.一种有源箝位正激变换器的设计仅供个人用于学习、研究;不得用于商业用途。
TS算法在配电网络重构中的应用摘要:配电网络重构作为优化网络、降低线损的一项重要手段,受到广大研究人员的重视。
TS算法是一种新兴的现代启发式寻优技术,适合于求解组合优化问题,并能以很大的概率跳出局部最优解。
本文介绍了配电网络重构的相关知识,并尝试将TS算法用于求解配网重构问题。
另外,本文通过对寻优过程的有效控制,避免了在寻优过程中大量不可行解的产生,提高了计算效率。
通过对实际算例的演算,证明了TS算法对于求解配网重构问题的有效性和可行性。
关键词:配电网;重构;线损; TS算法1、引言线路损耗是影响配电系统经济运行的重要因素。
随着国民经济的发展,用电负荷的不断增加,线路损耗的问题越来越突出,极大地影响了供电企业的经济效益。
因此,研究配电系统中降低线路损耗的方法越来越受到普遍的关注和重视。
配电网具有闭环设计、开环运行的特点,配电线路中存在大量常闭的分段开关以及少量常开的联络开关,这使得可以通过变换分段开关和联络开关的开合状态来改变配电网络的结构。
理论上,存在一个最优结构,使线路损耗达到最小。
配网重构的目的就是要寻求使线损最小的最优结构,同时满足实际运行约束。
由于配网重构能利用配电网络自身的特点进行网络优化,不需要额外的硬件投资,在降低网损的同时还能够平衡负荷和改善电压质量,因此是配电系统控制和运行的重要手段,也是配电管理系统(DMS)的重要内容。
从数学上来讲,配网重构属于非线性组合优化问题,随着系统规模的增大,采用传统的数学规划方法将产生“组合爆炸”问题。
目前,求解配网重构的方法主要有支路交换算法、最优流模式算法以及SA、GA等智能化算法。
支路交换算法和最优流模式算法的计算精度较差,无法保证全局最优性。
SA和GA算法具有很好的全局寻优能力,但计算量很大。
TS(Tabu Searc h)算法,即禁忌搜索算法,是一种扩展邻域的启发式搜索方法,也是人工智能在组合优化算法中的一个成功应用。
它采取了有效的措施能以较大的概率跳出局部最优点,因此具有很强的全局寻优性能。
人工智能在电力系统中的应用韩祯祥,文福拴,张 琦(浙江大学电机系,杭州310027)摘要:首先对第4届“智能系统在电力系统中的应用”国际会议发表的全部论文做了介绍,之后概述了近几年来较受关注的分布式人工智能技术、粗糙集理论和数据挖掘方法在电力系统中的应用情况。
关键词:人工智能;专家系统;人工神经元网络;模糊集;遗传算法;进化规划;Tabu 搜索中图分类号:T P 18收稿日期:1999-12-06。
浙江省青年科技人才培养专项基金和曹光彪高科技发展基金资助项目。
1 ISAP '99论文介绍1999年4月4日~8日在巴西召开了2年一次的第4届“智能系统在电力系统中的应用”国际会议(International Conference o n Intelligent System Applications to Pow er System s ——ISAP'99),共发表论文72篇,基本上反映了这一研究领域在最近2年所取得的最新进展和研究动向。
下面按照不同的人工智能(AI )技术的应用做分类介绍。
1.1 专家系统(18篇)文献[1]提出了一种知识获取的多层流式的功能模型,可以自动获取变电站的拓扑结构和保护配置等方面的知识,用于产生变电站停电后的恢复方案,原理上有创新。
文献[2]介绍了一个基于专家系统和多媒体技术开发的配电变压器测试与诊断解释系统,主要用做培训工具,以保留和传播专家的经验与知识。
文献[3]描述了用于断路器参数给定和运行管理的专家系统,分别用于新的断路器的选择和运行中的断路器的维护。
文献[4]用启发式优化方法决定配电系统中对地电容器和电压调节器的地点,考虑了2个目标,即损耗最小和投资费用最小。
采用加权处理方法将这两个目标合成为一个目标。
文献[5]采用面向对象技术开发了用于保护系统设计的专家系统,着重考虑了保护系统设计与电力网络本身设计的协调,以确保保护系统是电力系统运行中的一个集成的和有效的部分。
欧洲的典型配电网自动化系统ID表示故障指示器,它仅具有在流过故障电流时反转变色的功能,它本身不具备远方数据通信功能,但是可与通信单元BC相连,这些通信单元通过通信网络(典型的有:电话线、专用线和无线电等)向主站系统传送信息。
ITI表示远方监控设备,它具有通过数据通信传输所在开关的状态、电压和电流等参数以及接受主站命令实现远方控制的功能,还具有双电源自动切换功能。
WH是用于监视低压线路电压是否过低的装置,的观察器,它可以通过BC或ITI与配电自动化控制中心系统相连。
图11-18 Alstom配电自动化系统的组成1、配电管理主站系统功能1)实时控制模块(HABITAT):提供一个实时数据库和一个软件工具箱,满足系统管理和应用开发的需要;2)用户界面模块:具有局部放大、缩小、导航等功能,可以很快定位到感兴趣的区域,并且操作简便、容易学习掌握。
可以运行在各种平台上,包括VMS、UNIX以及Windows’NT。
3)SCADA模块:是一个分布式系统,它采集各种类型的RTU(包括FTU、TTU等)的实时数据,并使操作员能够远方控制现场的设备。
SCADA模块包含了数据库管理(借助于HABITAT)、数据采集、数据处理、安全监控、告警处理、历史数据管理和报表。
4)配电网高级应用模块:使操作员能够对于在给定运行方式下的配电网进行分析,包括网络拓扑、潮流计算、负荷分配、无功电压优化以及短路电流计算等。
5)调度员培训模块(DTS):提供一个控制中心的模拟环境,调度员可以仿真的方式进行调度操作,数据可以来自实时数据采集系统,也可以导入特定的一组数据。
6)故障检测、隔离和恢复模块:包含了一个功能很强的网络重构算法,能够在配电网发生故障时隔离故障区域、恢复受故障影响的健全区域供电,能够安排检修计划,能够进行多目标网络优化,比如降低线路损耗等。
7)故障投诉和停电管理模块(TC):接受用户的停电投诉电话,根据用户投诉信息帮助检修队确定故障位置、安排检修工作,并将停电信息及检修安排情况告诉用户,答复用户恢复供电的大致时间。
TS算法在配电网络重构中的应用【摘要】本文主要讨论了TS算法在配电网络重构中的应用。
首先介绍了TS 算法的原理,然后详细描述了配电网络重构问题。
接着分析了TS算法在配电网络重构中的具体应用和优势,并列举了一些实际案例。
最后总结了TS算法在配电网络重构中的重要性,并展望了TS算法的发展前景。
通过本文的分析,可以看出TS算法在配电网络重构中的重要作用,为提高配电网络重构的效率和质量提供了有效的解决方案。
TS算法的不断发展和完善将为配电网络重构领域带来更多的创新和进步。
【关键词】TS算法、配电网络重构、应用、原理、问题描述、优势、应用案例、重要性、发展前景1. 引言1.1 TS算法在配电网络重构中的应用配电网络重构是提高电力系统运行效率和可靠性的重要手段,而TS算法是一种常用的优化算法,在配电网络重构中具有广泛的应用价值。
TS算法通过模拟退火的方式,通过一定的概率接受更差的解,从而避免陷入局部最优解,寻找到全局最优解。
在配电网络重构问题中,TS算法可以帮助优化电网拓扑结构,提高电网的供电可靠性和经济性。
TS算法在配电网络重构中的具体应用包括,通过重新配置配电网中的开关位置,实现供电可靠性的最大化和线损的最小化。
TS算法还可以优化配电网的电压水平,减少过载和电压不平衡等问题,提高电网的运行效率。
TS算法在配电网络重构中的优势主要体现在其全局寻优能力和对复杂约束条件的处理能力。
相比传统的遗传算法和模拟退火算法,TS 算法在配电网络重构中往往能够更快地找到较为优化的解决方案。
TS算法在配电网络重构中发挥着重要的作用,为优化电网结构、提高供电可靠性和经济性提供了有效的工具和方法。
随着电力系统的不断发展和变化,TS算法在配电网络重构中的应用前景将更加广阔。
2. 正文2.1 TS算法的原理TS算法(Tabu Search Algorithm)是一种基于局部搜索的启发式优化算法,旨在找到问题的最优解或近似最优解。
其原理基于在搜索过程中维护一个禁忌表,记录经过的解及其邻域结构,以避免陷入局部最优解并促进全局搜索。
TS算法在配电网络重构中的应用摘要:配电网络重构作为优化网络、降低线损的一项重要手段,受到广大研究人员的重视。
TS算法是一种新兴的现代启发式寻优技术,适合于求解组合优化问题,并能以很大的概率跳出局部最优解。
本文介绍了配电网络重构的相关知识,并尝试将TS算法用于求解配网重构问题。
另外,本文通过对寻优过程的有效控制,避免了在寻优过程中大量不可行解的产生,提高了计算效率。
通过对实际算例的演算,证明了 TS算法对于求解配网重构问题的有效性和可行性。
关键词:配电网;重构;线损;TS算法1 、引言线路损耗是影响配电系统经济运行的重要因素。
随着国民经济的发展,用电负荷的不断增加,线路损耗的问题越来越突出,极大地影响了供电企业的经济效益。
因此,研究配电系统中降低线路损耗的方法越来越受到普遍的关注和重视。
配电网具有闭环设计、开环运行的特点,配电线路中存在大量常闭的分段开关以及少量常开的联络开关,这使得可以通过变换分段开关和联络开关的开合状态来改变配电网络的结构。
理论上,存在一个最优结构,使线路损耗达到最小。
配网重构的目的就是要寻求使线损最小的最优结构,同时满足实际运行约束。
由于配网重构能利用配电网络自身的特点进行网络优化,不需要额外的硬件投资,在降低网损的同时还能够平衡负荷和改善电压质量,因此是配电系统控制和运行的重要手段,也是配电管理系统(DMS)的重要内容。
从数学上来讲,配网重构属于非线性组合优化问题,随着系统规模的增大,采用传统的数学规划方法将产生“组合爆炸”问题。
目前,求解配网重构的方法主要有支路交换算法、最优流模式算法以及SA、GA等智能化算法。
支路交换算法和最优流模式算法的计算精度较差,无法保证全局最优性。
SA和GA算法具有很好的全局寻优能力,但计算量很大。
TS (Tabu Search)算法,即禁忌搜索算法,是一种扩展邻域的启发式搜索方法,也是人工智能在组合优化算法中的一个成功应用。
它采取了有效的措施能以较大的概率跳出局部最优点,因此具有很强的全局寻优性能。
目前,TS算法在配网重构中的应用很少。
文献[1]虽然对TS算法在配网重构中的应用做了初步尝试,但缺乏对寻优过程的有效控制,需要对寻优过程中产生的大量不可行解进行事后判断和处理。
本文将从配网自身的特点出发,将约束条件直接体现在对寻优的控制上,从而使寻优过程中产生的所有解在结构上都是可行的,避免了不必要的计算,提高了算法的计算效率。
2、配电网络重构的数学模型从数学的角度来看,配电网络重构属于大规模非线性组合优化问题。
以网损最小为目标的配网重构一般可表示为下面的最小优化问题:1)潮流方程约束;2) 网络结构约束,包括辐射状和无网络孤岛;3) 线路容量约束3、TS算法TS (Tabu Search)算法是近年来受到普遍关注的一种高效率的现代启发式优化算法,该算法由 F. Glover于20世纪70年代末首先提出,并随着计算机技术的发展而成功的应用于各个领域,解决了大量复杂的优化问题。
近几年,该算法被引入电力系统分析领域,如水火电联合经济调度[2]、电力系统无功优化[3]以及输电系统最优规划[4]等,并取得了一定研究成果。
TS算法的基本思想是利用一种灵活的“记忆技术”,对已经进行的优化过程进行记录,用以指导下一步的搜索方向。
为了避免搜索陷入局部最优,TS允许将搜索朝着使目标函数退化最小的一个方向移动,重新开始搜索。
该算法有三个最基本的要素:移动,Tabu表和释放水平。
3. 1移动TS算法的搜索过程是通过移动来实现的,因此移动是TS算法的基础。
移动的方式有许多种,例如单步移动、交换移动和多点移动等,具体采用哪种移动因研究的问题而异。
在搜索寻优的过程中,TS选择在约束条件下能使目标函数改进最大的一个移动,如果不存在这样的移动,则退而选择使目标函数退化最小的一个移动。
1) 单步移动2) 交换移动交换移动由两个单步移动组合实现对配网重构问题而言,其物理意义为:合上开关i的同时打开开关j.3.2Tabu表Tabu表是TS算法的关键,也是其区别于其他算法的最明显的特点。
它用来存放已经发生的移动的逆移动,只要是存在于Tabu表中的移动,在当前迭代过程中是禁止采用的。
TS正是通过这种手段,有效地防止了在搜索过程中返回已经访问过的局部最优点,为取得全局最优解创造了良好的条件。
Tabu表的管理有多种方式,本文采用先进先出(FIFO)的队列来进行管理。
文[1]认为,如果新的当前解是通过移动tij产生的,则Tabu表中需要保存的移动有tjk, tki, k为所有可能的取值。
也就是说,如果当前解是通过闭合开关i同时打开开关j产生的,那么所有与打开开关i或者闭合开关j相关的移动都将存入Tabu表中。
但是,随着系统复杂程度的增加,k的取值范围将很大。
由于Tabu表需要存放多次迭代的信息,一方面Tabu表的长度将大大增加,每次更新Tabu表时需要移进和移出大量元素;另一方面Tabu表的搜索效率也大大降低。
本文认为,对于当前移动tij, Tabu表中只需保存tji即可,因为tji足以包含tjk和tki的所有信息。
例如,对于一个移动tmn,如果m等于j或者n等于i,就认为tmn在tji的禁忌范围内。
通过这种方式,Tabu表中同样记录了足够的信息,但却避免了上述不足。
Tabu表所能存储的最大元素个数称为Tabu表的长度,它对搜索的影响很大。
如果Tabu表的长度过长,对搜索过程中的移动限制过多,则可能阻止能产生优良试验解的移动方向;反之,如果Tabu表的长度过短,对移动限制太少,则可能使搜索产生循环,陷入局部最优。
因此,Tabu表的长度对TS很关键,但如何确定其最优值仍是一个有待研究的问题。
通常所遵循的原则是:Tabu表的长度随研究问题规模的增大而增大。
3. 3释放水平虽然Tabu表是避免局部最优的有效手段,但它也可能阻止解的进一步优化,这对寻优过程显然是不利的。
“释放水平”就是用来解决这一问题的。
对于一个有价值的移动,就算它在Tabu表中,但只要达到了“释放水平”,就可将其从Tabu表中释放。
本文采用的释放水平为:当Tabu表中的一个移动作用于当前解,能够产生到目前为止的最优解,则认为该移动达到了“释放水平”。
3. 4配网重构问题中TS算法的处理和其他算法一样,用TS算法求解配网重构问题的关键在于,如何将算法和所要研究的问题结合起来,提高算法的计算效率和计算精度。
TS属于随机搜索算法,如果不考虑配网重构问题自身的特点,寻优过程中将产生大量不可行解,极大地影响了计算效率,例如产生的解不满足辐射状结构或者出现了网络孤岛。
因此,有必耍从配网重构问题的特点出发,对寻优过程加以控制,避免不可行解的产生。
本文采取如下措施:1) 初始解取配网的原始结构;2) 只采用交换移动,因为单步移动必然产生孤立节点;3) 进行交换移动时,闭合一开关后,只能在所形成的环内打开另一开关。
通过以上三个措施,从初始解到各试验解的产生都严格遵循配电网的结构约束,因此,寻优过程中产生的任何解在结构上都是可行的,从而避免了对大量不可行解的判断和处理,节约了计算时间。
4、求解步骤应用TS算法求解配网重构问题的主要步骤如下:1)读入原始数据。
包括网络参数、Tabu表深度、最大迭代次数Kmax以及每次迭代产生的试验解数目Smax等;2) 产生初始解R0,本文为网络的原始结构。
置当前解RORO,最优解Ropt=R0.3) 产生试验解。
将交换移动tij作用于当前解,产生一试验解。
i通过在打开的开关集中随机确定,j则在闭合开关i所形成的环中随机选择。
计算相应的潮流及目标函数值,如果有线路容量或者节点电压越限,则重新生成试验解。
重复此步骤直至试验解数目达到所要求的数目Smax;4) 更新当前解。
在试验解中选择目标值最优的解R*,如果产生该解的移动不在Tabu表中,或者虽然在Tabu表中但己经达到释放水平,则用其更新当前解Rc;如果产生该解的移动在Tabu表中,但没有达到释放水平,则选择次优解,并重复此过程;5) 更新Tabu表。
将已实现移动的反向移动存入Tabu表中;6) 更新最优解。
如果新当前解的目标值小于最优解的目标值,则用新的当前解更新最优解;7) 如果迭代次数未达到Kmax,转向步骤3),否则结束。
5、算例本文采用的算例来自于文献[5],该配电系统有33个节点,32条支路,5条联络线,额定电压为12. 66 kV,系统的结构见图 1.计算中假设每一支路均装有开关,与TS相关的参数取值为:Kmax=20,Smax=10, Tabu表深度为 6.计算结果见表1,为便于比较,表中还同时给出了遗传算法[6]和蚁群最优算法[7]的计算结果。
6、结论TS作为一种新兴的现代启发式优化算法,已被证明是求解复杂组合优化问题的有效方法。
本文介绍了 TS算法的基本原理,并从配电系统自身的特点出发,将TS算法应用于求解配网重构问题。
通过对TS移动的选择和控制,有效地解决了寻优过程中产生大量不可行解的问题,提高了计算效率。
通过对实际算例进行计算表明,TS算法非常适合用于求解配网重构问题。
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